A testmozgással járó szimvasztatin hatása az izom és a csont mechanikai ellenállására patkányokban ☆

Jéssica Suzuki Yamanaka

a Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP, Brazília

Kaique Eduardo Carvalho Ribeiro

b Universidade do Vale do Sapucaí (Univás), Pouso Alegre, MG, Brazília

Gabriela Rezende Yanagihara

a Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP, Brazília

Antônio Carlos Shimano

a Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP, Brazília

Álvaro César de Oliveira Penoni

c Universidade Federal de São João del Rei, São João del Rei, MG, Brazília

Absztrakt

Célkitűzés

Jelen tanulmány célja a szimvasztatin hatásának értékelése az izom és a csont mechanikai tulajdonságaira hiperkoleszterinémiás patkányokban.

Mód

Tíz hím Wistar patkánynak 90 napig koleszterinben gazdag, magas zsírtartalmú étrendet alkalmaztak. Az állatokat ezután két csoportra osztottuk: testmozgással (EG) kezelt állatokra, fizikai testmozgással és szimvasztatinnal (ESG) kezelt állatokra. Nyolc héten keresztül végeztek vízben történő fizikai testmozgás és szimvasztatin beadási protokollokat. Ezen időszak után az állatokat elaltatták; a bal sípcsontot és a jobb gastrocnemius izmot boncoltuk mechanikai elemzés céljából, a jobb sípcsontot pedig a densitometriához. Az adatokat Student-féle t-teszttel elemeztük, 5% -os szignifikancia szintet figyelembe véve.

Eredmények

A maximális terhelés és merevség összehasonlítása nem mutatott szignifikáns különbséget a csoportok között mind a sípcsont (p = 0,851 és p = 0,259), mind a gastrocnemius (p = 0,911 és p = 0,083) tekintetében. A sípcsont BMD szintén nem mutatott szignifikáns különbséget a csoportok között (p = 0,803).

Következtetés

A szimvasztatin nem gyakorolt negatív hatást a testmozgásnak alávetett hiperkoleszterinémiás patkányok sípcsontjának és gastrocnemiusának mechanikai tulajdonságaira.

Resumo

Objetivo

Avaliar a influência da sinvastatina nas propriedades mecânicas de ossos e musculos de ratos hipercolesterolêmicos submetidos a exercício físico.

Métodos

Foram usados dez ratos machos da raça Wistar, submetidos a dieta hiperlipídica rica em colesterol por 90 dias. Os animais foram então distribuídos em dois grupos: submetidos a tratamento com exercício físico (GE) és submetidos a tratamento com exercício físico e sinvastatina (GE + S). Foi aplicado um protocolo de exercício físico na água and administração de sinvastatina por oito semanas. Após esse período, os animais foram eutanasiados e dissecados a tíbia esquerda e o músculo gastrocnêmio direito de cada animal para análise mecânica e a tíbia direita para densitometria. Para análise dos dados foi aplicado o teste t de Student, figyelembe véve a jelentőséget 5%.

Eredmények

A comparação da força máxima e rigidez não revelou diferença signifikáns entre os csoportos tanto para a tíbia (p = 0,851 e p = 0,259) quanto para o músculo gastrocnêmio (p = 0,911 e p = 0,083). A DMO das tíbias também não apresentou diferença reikšmingativa entre os grupos (p = 0,803).

Conclusão

A sinvastatina não teve efeitos deletérios nas propriedades mecânicas da tíbia e do músculo gastrocnêmio de ratos hipercolesterolêmicos submetidos a exercício físico aeróbio.

Bevezetés

A hiperkoleszterinémiát a vér koleszterinszintjének kóros emelkedése jellemzi, amelyet a szív- és érrendszeri betegségek jelentős kockázati tényezőjének tekintenek. Kezelése és a szív- és érrendszeri betegségek megelőzése táplálkozási terápiát, testgyakorlást és gyógyszeres terápiát foglal magában.1

A szimvasztatin a hiperkoleszterinémia kezelésére és megelőzésére szolgáló gyógyszer. A 3-hidroxi-3-metilglutaril-koenzim A (HMG-CoA) reduktáz enzim inhibitoraként működik, amely kulcsfontosságú enzim a máj koleszterin bioszintetikus útjában, gátolja a koleszterin szintézisét.2 Pleiotrop hatásuk miatt egyéb a sztatinok alkalmazását vizsgálják. Jelentések vannak a sztatinok izomszövetre gyakorolt káros hatásairól, beleértve a fájdalmat, a myopathiát és, súlyosabb esetekben a rhabdomyolysis-t. 3 A bizonyítékok arra is utalnak, hogy a statinok hatással lehetnek a csontszövetre, 4.

A testmozgás az izom-csontrendszerre is hat, és a koleszterinszint csökkentése érdekében a szimvasztatin kiegészítő terápiájaként jelezhető. Az ilyen terápiákból származó morfológiai változásokat a csontokban és az izmokban tanulmányozták. Meg kell vizsgálni a szimvasztatin és a testmozgás kapcsolatát, hogy bemutassuk e két terápiás módszer hatását a csont- és izomszövet mechanikai ellenállására. Ezért ennek a tanulmánynak az a célja, hogy értékelje a szimvasztatin hatását a testmozgásnak alávetett hiperkoleszterinémiás patkányok csontjainak és izmainak mechanikai tulajdonságaira.

Anyag és módszerek

Ez kísérleti kísérlet volt állatmodellben, a brazil állatkísérleti főiskola szabályainak és az állatokat bevonó orvosbiológiai kutatás nemzetközi irányelveinek betartásával. Korábban a Vale do Sapucaí (Univás) Egyetem Állatok használatának etikai bizottsága jóváhagyta a 202/13 jegyzőkönyv alapján.

Tíz hím Wistar patkányt használtunk, testtömegük 270 és 290 g között volt. Az állatokat az Univás Vivariumon keresztül vásároltuk, és ellenőrzött körülmények között tartottuk 21 ± 2 ° C, 55–60% páratartalom és 12 órás világos/sötét ciklus alatt, vízzel és élelemmel ad libitum.

Az állatokat véletlenszerűen két csoportra osztottuk (n = 5) a javasolt kezelések szerint: testmozgási csoport (EG) - az állatokat fizikai testmozgással kezeltük; és a szimvasztatin + testmozgás csoport (SEG) - az állatokat a testmozgással és a szimvasztatinnal egyidejűleg kezeltük.

Hiperkoleszterinémia kiváltása

Az állatok az AIN-93-on alapuló hiperkoleszterinémiás étrendet kaptak az Amerikai Táplálkozástudományi Intézet részéről, 18 kg lipidet (kg koleszterin) tartalmazott 90 napig 90 napig a hiperkoleszterinémia indukciójához. szívpunkciót és laboratóriumi vizsgálatokat végeztek az állatok koleszterinszintjének emelkedésének megerősítésére.

Szimvasztatin beadása

A szimvasztatint 20 mg/kg dózisban adták be. A porított gyógyszert az I. fokozatú tisztított vízzel Milli-Q rendszerben összekevertük, és a szuszpenziót szondán keresztül juttattuk be. Az állatok növekedése és testtömegének módosulása miatt a gyógyszer adagját naponta újraszámolták, és nyolc hétig adták be.

Testmozgás protokoll

A gyakorlási protokoll 60 percig tartó vízi edzést tartalmazott heti öt alkalommal, nyolc héten át, patkányok számára kialakított úszórendszerben. és 60 cm magas.7 A vizet 40 cm mélységben tartottuk, a hőmérséklet 31 ± 1 ° C-on volt.8 A kísérletek megkezdése előtt az összes állatot a korábban leírt tartályban lévő vízhez igazítottuk. ugyanazok a feltételek. Az adaptáció öt napig tartott, amelyben az állatokat növekvő 5, 15, 25, 35, illetve 45 perc időtartamra a vízbe helyezték annak érdekében, hogy elkerüljék az állat stresszét anélkül, hogy elősegítenék a fiziológiai alkalmazkodást ebben az időszakban. Az állatokat a testmozgás teljes ideje alatt felügyelték, hogy elkerüljék az úszást vagy a támogatásukat.

Morfometria

Az állatokat hetente lemértük a testtömeg ellenőrzésére. A kezelési periódus után az állatokat túlzott dózisú érzéstelenítő (xilazin és ketamin) alkalmazásával eutanizálták. Minden állat jobb és bal sípcsontját, valamint a jobb gastrocnemiusát boncoltuk.

A sípcsontokat 0,01 g pontossággal mérlegeltük (AC-2000, Marte®). A sípcsont hosszát 0,01 mm pontosságú digitális féknyereggel mértük (Mitutoyo ®).

Denzitometria

A jobb sípcsontokat denzitometriának vetettük alá egy röntgen kettős sűrűségű denzitométeren (DPX-Alpha, Lunar®, USA) az FMRP/USP Bioengineering Laboratory-jából. A képeket a sípcsontokkal azonos helyzetben, 2 cm mély steril fiziológiai oldatba merítve műanyag tartályba merítettük. A DPX szoftver (4.7 E verzió, Lunar®, USA) segítségével a csontokat kézzel határoltuk el egy 9 mm 2 -es érdeklődési körzetben, közvetlenül az epifízis lemez alatt; a csont ásványi sűrűségére (BMD) vonatkozó információkat gyűjtötték.

Mechanikai elemzés

A mechanikai tulajdonságok értékeléséhez az állatok bal sípcsontját hárompontos hajlítási tesztnek vetettük alá egy univerzális tesztgéppel (DL10.000, EMIC ®, Brazília) az FMRP/USP Bioengineering Laboratory-jából. A csontokat két támaszpontra helyeztük, egymástól 25 mm-re. 500 N mérőcellát alkalmaztunk, és erőt alkalmaztunk 1 mm/perc sebességgel, amíg a minta fel nem szakadt. Az elemzett tulajdonságok a maximális szilárdság és a relatív merevség voltak.

A jobb gastrocnemius izomot húzópróbának vetettük alá egy univerzális tesztelő géppel (DL10.000, EMIC ®, Brazília), összekapcsolt állapotban egy 500 N terhelő cellával az izomrostok maximális erejének és relatív merevségének mérésére. A következő paramétereket használtuk: 10 mm/perc sebesség, 5 N előterhelés és 30 s szállási idő.

Statisztikai analízis

A diákok t-tesztjét használtuk a csoportok összehasonlításához. A statisztikai elemzéseket SPSS (20.0 verzió) alkalmazásával végeztük, és 5% -os szignifikancia szintet alkalmaztunk.

Eredmények

Testtömeg és takarmányfelvétel

(A) A testmozgás (EG) és a testmozgás + szimvasztatin (ESG) csoportok összehasonlítása három különböző időpontban. Mindkét csoport súlygyarapodást mutatott a diéta végéig, és a kezelés során súlycsökkenés volt tapasztalható, a csoportok között egyik pillanatban sem volt szignifikáns különbség. * Jelentős különbség a kezdethez képest. + Jelentős különbség az utókezeléshez képest; (B) a takarmánybevitel nem változott a kezelés előtt és után, és nem különbözött csoportonként.

A sípcsont értékelése

A morfometriai mérések nem mutattak szignifikáns különbséget a sípcsont hosszában (p = 0,834) és a tömegben (p = 0,302) a csoportok között.

A bal sípcsont maximális szilárdságának (p = 0,851) és relatív merevségének (p = 0,259) összehasonlításakor statisztikailag nem volt szignifikáns különbség a csoportok között. Ezenkívül nem figyeltünk meg statisztikailag szignifikáns különbséget a BMD-ben mindkét csoport között (p = 0,803). Az eredményeket az 1. táblázat mutatja .

Asztal 1

A jobb sípcsontok csonthosszának, súlyának és ásványi sűrűségének (BMD), valamint a bal sípcsontok maximális szilárdságának és merevségének eredményei az edzés (EG) és a testmozgás + szimvasztatin (ESG) csoportokban.

Jobb sípcsont Bal lábszárcsont Hossz (mm) Súly (g) BMD (g/cm 2) Maximális erő (N) Relatív merevség (N/mm)

PÉLDÁUL	43,37 ± 0,45	0,96 ± 0,04	0,12 ± 0,01	129,57 ± 18,21	264,91 ± 38,46
ESG	43,32 ± 0,25	1,01 ± 0,09	0,12 ± 0,04	127,91 ± 5,96	233,23 ± 43,76

Gastrocnemius értékelés

A gastrocnemius izom rezisztenciáját a szimvasztatin és a testmozgás nem befolyásolta. A maximális erősség összehasonlításakor nem tapasztaltunk statisztikailag szignifikáns különbséget a csoportok között (p = 0,911). A vontatási tesztben a gastrocnemius merevsége szintén nem mutatott szignifikáns különbséget (p = 0,083). Az eredményeket a 2. ábra mutatja .

(A) A testmozgás (EG) és a testmozgás, valamint a szimvasztatin (ESG) csoportok hasonló maximális szilárdságot mutattak a mechanikus gastrocnemius teszten; (B) a merevség hasonló volt a csoportok között.

Vita

Jelen tanulmány a testmozgással járó szimvasztatin alkalmazását értékelték hiperkoleszterinémiás patkányok sípcsontján és gasztroknemiusán, mivel mindkettő lipidcsökkentő terápiás modalitás, amely befolyásolja a mozgásszervi rendszert. A jelen vizsgálat eredményei nem igazolták a testmozgás hatását a patkányok sípcsontjának morfometriai, mechanikai és BMD tulajdonságaira, függetlenül a szimvasztatin alkalmazásától. Amikor a testmozgáshoz kapcsolódik, a szimvasztatin szintén nem befolyásolta a gastrocnemius izom mechanikai ellenállását.

Még egy olyan kis hatású gyakorlat is, mint az úszás, serkenti a csontképződést. A testmozgás során az izomhatás elősegíti a csontok mechanikai ingerlését, amelyek piezoelektromos tulajdonságaik miatt pozitívan reagálnak erre az ingerre.9 Viszont a szimvasztatin nem befolyásolta a csontstimulációt; mindkét csoport hasonló BMD és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezett. Jelen tanulmányban a testmozgás, mint a csontszövetet befolyásoló erős tényező, elnyomhatta a szimvasztatin választ.

Vizsgálatok arról számoltak be, hogy a sztatinok a csontszövet stimulálásában hatnak. 4, 10 Ez a hatás a csontmorfogén fehérje (BMP-2) stimulációja miatt következik be, amely osteoblastos proliferációt és differenciálódást okoz, ami nagyobb és jobb csontszövet-képződést eredményez. Anbinder és munkatársai szerint 11 sztatin stimulálja a BMP-2-t, a pravasztatin kivételével. A sztatinok az oszteoklaszt aktivitás csökkenésével és az ennek következtében a csontfelszívódás csökkenésével is társultak, amelyet az oszteoprotegerin (OPG) fokozott expressziója és a nukleáris kappa-B kötési faktor (RANKL) csökkent expressziója figyelt meg. 12 Így a sztatinok lehetséges alkalmazása a csonthiányok kezelését vizsgálták. Oxlund és Andreassen13 értékelték a szimvasztatin ovariectomizált patkányok sípcsontjára és csigolyájára gyakorolt hatását, és megfigyelték a trabecularis csontvesztés csökkenését. Skoglund és mtsai. 14 arról is beszámolt, hogy a combcsonttöréssel rendelkező patkányok, akiket 120 mg/kg szimvasztatinnal kezeltek, jobb rezisztenciát mutattak, mint azok, akiket nem kezeltek szimvasztatinnal.

Más vizsgálatok azonban nem figyelték meg a csontstimulációt patkányokon végzett szimvasztatinkezelés után. 15, 16 Maritz és mtsai. 16 azt is kijelentették, hogy a szimvasztatin nagy dózisa növeli a csontképződést, míg az alacsony dózisú szimvasztatin csökkentheti. Különböző dózisok, idők és beadási módok okozhatták a vitatott eredményeket. A nagy dózisú szimvasztatin okozta mellékhatások elkerülése érdekében a csontokban történő helyi adagolás vonzó megoldásnak tűnik a gyógyszer csontterápiában történő alkalmazásához.

Az állatokat hiperkoleszterinémiás étrenddel etették, hogy hiperkoleszterinémiát okozzanak és jobban utánozzák a kezelés hatásait.5 Az állatok a hiperkoleszterinémiás etetés során egyre nagyobb súlyt kaptak. Ez a megnövekedett súlygyarapodás az állatok természetes növekedésével és a lipidekben gazdag étrenddel magyarázható. Az étrend végétől a testmozgás kezdetéig az állatok lefogytak. Bár a kezelés súlycsökkenéshez vezetett, a takarmányfogyasztás nem változott. Ez a tény azzal magyarázható, hogy megnövekszik az energiafelhasználás a testmozgás gyakorlása következtében, utánozva a koleszterinszint-szabályozás konzervatív kezelésében résztvevő étrendi és fizikai újratanítást, amely az új szokások miatt fogyáshoz vezet.

Jelen tanulmányban az úszást választották, mivel a folyamatos aerob testmozgás a választott fizikai aktivitás a hiperkoleszterinémiában szenvedő betegek számára. Az alacsony hatású gyakorlat nem csökkentette a szimvasztatin alkalmazásával járó izomrezisztenciát, sőt elősegíthette az izmok erősödését, elkerülve ezt a károsodást. A szimvasztatin alkalmazása nem befolyásolta a csontszövetet sem. Noha a szimvasztatin csontképződés-stimulátornak tekinthető, nem erősítette meg és nem elnyomta a fizikai testmozgást. Ezenkívül a szimvasztatin és a testmozgás kombinációja az anyagcsere-rendellenességek szabályozójaként, amelyek károsak lehetnek a mozgásszervi rendszerre.23 Ezért az alacsony intenzitású testmozgás gyakorlását a diszlipidémia szabályozásának kiegészítő kezeléseként jelzik, nemcsak annak miatt, hogy lipidcsökkentő hatás, hanem a mozgásszervi előnyök felhalmozódása miatt is, amelyek elkerülik a gyógyszerek használatával járó károkat.

Fontos tudni a csontok és az izmok hiperkoleszterinémiás terápiára adott biomechanikai válaszát. Ez a tanulmány kiegészíti azokat, amelyek értékelték a szimvasztatin és a mozgás morfológiai és szerkezeti hatásait az izom-csontrendszerben. A tanulmány azonban kis mintákat tartalmazott, és előfordulhat, hogy nem lehet extrapolálni az eredményeket nagyobb csoportba. Ezért nagyobb mintákkal való további vizsgálatokra van szükség. Az eredmények lehetővé teszik azt a következtetést, hogy a szimvasztatin nem gyakorolt káros hatást az aerob testmozgásnak kitett patkányok sípcsontjának és gastrocnemius izomzatának mechanikai tulajdonságaira.

Összeférhetetlenség

A szerzők nem jelentenek összeférhetetlenséget.